《储能导论》-课件 第9章-能源转型背景下的储能政策及经济分析

第九章能源转型背景下储能政策及经济分析《储能导论》教育部战略性新兴领域“十四五”高等教育教材主要内容五

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二能源转型背景下的经济储能储能经济性分析的基本原理储能市场的影响因素国内外储能商业模式一引言六

思考题、习题9.1引言在目前阶段，储能技术正从技术研发阶段向商业应用阶段快速发展，如何将储能技术与当前的电力系统以及市场运营过程相结合成为了人们关注的焦点储能政策的大力支持也为储能技术的蓬勃发展提供了保障。面对储能政策和市场的灵活影响，储能技术面临着新的挑战在本章中我们将对当前国内外能源转型背景下储能需求进行概述，进而学习储能经济性分析的基本原理，掌握和了解储能经济性分析基本方法、概念和手段，进而分析储能市场的影响因素，了解国内外储能商业模式，并通过实际应用案例对储能系统的不同商业模式进行讲解主要内容五

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二能源转型背景下的经济储能储能经济性分析的基本原理储能市场的影响因素国内外储能商业模式一引言六

思考题、习题在2015年12月12日举办的第21届联合国气候变化大会（巴黎气候大会）上，近200个缔约方在巴黎气候变化大会上达成《巴黎协定》。2016年4月22日，全球175个缔约方共同签署这一协定《巴黎协定》确立了长期目标：“把全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上低于2℃之内，并努力将气温升幅限制在工业化前水平以上1.5℃之内”，并提出“在本世纪下半叶实现温室气体源的人为排放与碳汇的清除之间的平衡”，实现净零排放9.2能源转型背景下的经济储能能源转型与人类可持续发展如何减少温室气体的排放成为各国共同关注的议题随着工业的飞速发展，人类物质水平的日益提高，如何处理工业生产和人类日常生活带来的温室气体排放，是当前亟需解决的问题，与人类可持续发展息息相关可持续发展是指在满足当代需求的同时，不影响后代满足其需求的发展方式。可持续发展的内容包括生态可持续发展、经济可持续发展和社会可持续发展三个方面，需要保障经济、社会和环境的协调发展能源体系的转型、发展都需要遵循“可持续发展”的原则，为人类子孙后代留下“绿水青山”9.2能源转型背景下的经济储能能源转型与人类可持续发展息息相关生态可持续发展：以保护自然为基础，与资源和环境的承载能力相适应。在发展的同时，必须保护环境，包括控制环境污染和改善环境质量，保护生物多样性和地球生态的完整性，保证以持续的方式使用可再生资源，使人类的发展保持在地球承载能力之内9.2能源转型背景下的经济储能能源转型与人类可持续发展息息相关经济可持续发展：鼓励经济增长，以体现国家实力和社会财富。它不仅重视增长数量，更追求改善质量、提高效益、节约能源、减少废物，改变传统的生产和消费模式，实施清洁生产和文明消费社会可持续发展：以改善和提高人们生活质量为目的，与社会进步相适应。社会可持续发展的内涵应包括改善人类生活质量，提高人类健康水平，创造一个保障人们享有平等、自由、教育等各项权利的社会环境

蒙牛提出“GREEN可持续发展战略”，入选联合国“双碳”案例蒙牛作为我国乳制品领军企业之一，在低碳绿色可持续发展背景下提出了“GREEN可持续发展战略”，贯穿了生产、供应链以及市场推广等各个环节，致力于绿色、可持续的生产方式，彰显乳业龙头企业的社会责任担当深圳“龙岗实践”“碳中和与可持续发展示范社区”在可持续发展政策指引下，深圳龙岗不断创新，打造了“可持续发展社区”、“SDG技术创新示范园区”以及“碳中和与可持续发展社区”。结合科技手段打破大型城市可持续发展瓶颈，对推动能源转型、减少碳排放具有重要意义9.2能源转型背景下的经济储能能源转型与可持续发展案例《世界能源统计年鉴》：传统化石能源的消费量虽然有所降低，但仍是主导能源，占比高达82%，且其主导地位在相当长的时期内不会改变《BP世界能源展望》：预测油气作用下降、可再生能源快速扩张、电气化程度提高、低碳氢使用增多是未来全球能源未来发展趋势9.2能源转型背景下的经济储能国内外能源转型之路-当前能源结构与发展趋势《中华人民共和国2022年国民经济和社会发展统计公报》：数据表明，我国能源结构与世界能源结构基本一致，尽管新能源得到大力发展，但化石能源仍占能源结构绝对主导地位全球能源结构与发展趋势我国能源结构与发展趋势为了加快能源绿色低碳转型，中国积极推行绿色产业，实施能源转型。2022年国家发展改革委、国家能源局印发了《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》，指出“在保障能源安全的前提下有序推进能源绿色低碳转型”我国能源局《“十四五”现代能源体系规划》中指出从以下四个方面“加快推动能源绿色低碳转型”9.2能源转型背景下的经济储能能源转型路径《“十四五”现代能源体系规划》加快推动能源绿色低碳转型措施全国最大核能供热项目“暖核一号”推动零碳供暖

2021年11月9日，国家电投“暖核一号”在山东省海阳市投入运行，该项目可为20万居民提供供暖等服务，海阳市也成为了全国首个“零碳”供暖城市。据测算，项目投运后的第一个供暖季减少约18万吨原煤消耗、减排33万吨二氧化碳、减排2021吨氮氧化物、减排2138吨二氧化硫、减排1243吨烟尘。目前，中国电力投资集团公司山东核电有限公司已建成了世界上首个“水热同产同送”科技示范工程，首次实现了“零碳”供热，并可以实现“零能耗”淡化海水，为我国核能综合利用建立表率9.2能源转型背景下的经济储能绿色低碳能源转型案例新型储能是指除抽水蓄能以外的新型储能技术，包括电化学储能、压缩空气、氢（氨）储能和热（冷）储能等在各项政策激励和扶植下储能的技术链条日趋成熟，然而经济链条尚不成熟。近年储能快速发展背景下，也暴露出了储能收益回收难、利用率不高等问题9.2能源转型背景下的经济储能能源转型背景下的经济储能发展需求产业链和商业模式均较为成熟，但降本空间相对有限抽水蓄能电站建厂地点对地形依赖度较高，选择较为有限。或将面临度电成本上升、装机占比降低等问题抽水蓄能经济性分析具有安全性好、热容高、使用寿命长和装机规模大等优点，且厂地址依赖度较低，建设周期更短初始投资规模大，平准化度电成本相对较高熔融盐储热经济性分析9.2能源转型背景下的经济储能在考虑充电成本的情况下，系统能量转化效率较低，压缩空气储能的经济性较低，单位建造成本因储气方式的不同而有所差异压缩空气储能经济性分析将电能以化学品（如氢、氨等）形式进行储存，被视为未来能源储存的重要方式之一，储能成本与技术路线、存储和输运过程息息相关氢（氨）储能经济性分析以钒电池为例，从全生命周期度电成本来看，钒电池平准化度电成本约0.75~0.86元/(kWh)，仅次于抽蓄储能及压缩空气储能电化学储能经济性分析随着各储能技术的不断发展、商业模式不断完善，不同储能方式经济性均有望进一步提高主要内容五

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二能源转型背景下的经济储能储能经济性分析的基本原理储能市场的影响因素国内外储能商业模式一引言六

思考题、习题有助于储能从业者全面评估项目在运营周期内的盈利水平，判断是否应部署以及如何最优化储能项目的布局通过获取储能的多项经济指标，为制定储能政策、设定补贴标准、建立价格机制等提供可靠参考同时，该分析能够清晰描绘储能的价值流向，发挥其多功能特性，切实推动储能产业的可持续发展储能经济性分析目的及意义储能经济性9.3储能经济性分析的基本原理储能经济性分析通过对储能系统的成本与受益进行分析，计算平准化度电成本对储能经济性进行比较和分析，为投资者和决策者提供数据参考储能经济性分析基本概念平准化度电成本LCOE（LevelizedCostofEnergy，LCOE）通过将一个项目生命周期内的所有成本和发电量进行平准化处理后得到的单位电力成本，即“总投资/总发电量”计算公式为：

LCOE是目前电力系统中常见的衡量发电项目经济性的综合性指标，总投资成本考虑了初期投资成本、运营和维护成本、资本成本、发电效率、项目寿命以及固定资产折旧等多个因素9.3储能经济性分析的基本原理储能经济性分析基本概念成本收益运行角度度电成本直接收益调峰收益里程成本调频收益投入时序初始投资成本储能系统设备成本间接收益经济运行收益储能系统建厂、固定资产成本促进可再生能源消纳收益运行维护成本材料费减少投资收益修理费降低备用容量收益人员劳务费降低系统网损收益电力损耗、固定资产折旧等提高电网可靠性收益储能经济学分析要素成本与收益：成本主要从运行和投入时序两方面考虑；收益主要包括直接收益和间接收益两部分LCOE敏感性分析：是一种用于评估发电项目经济可行性的工具，‌通过分析影响‌LCOE‌的各种因素的变化，‌来预测项目可能面临的财务风险9.3储能经济性分析的基本原理EES系统在批量储能中提供的LCOE以及LCOE对利率和电价的敏感性储能电站电池系统的度电成本计算模型储能经济性分析基本概念储能系统LCOE：储能系统LCOE对于不同储能技术，通常以储能系统的放电电量为基准，应用LCOE原理对不同储能技术的成本进行比较分析储能电站中的电池应用成本主要来源于电池系统的前期初始投资成本、运行维护成本以及电力损耗成本9.3储能经济性分析的基本原理储能经济性分析基本概念现金流量：指特定经济系统在一定时期内实际发生的现金流出或流入。流入该系统的现金，称为现金流入，常用CI表示。流出该系统的现金，称为现金流出，常用CO表示。现金流入与现金流出的差额，称为净现金流量，常用CI-CO表示现金流量图可直观、形象地表示建设项目或技术方案在整个寿命期内所有的现金流量与时间对应关系横轴为时间轴、纵轴表示现金流量、时间轴的垂直线注明金额时表示现金流出与现金流入资金时间价值及其等值计算：资金价值随着时间变化而变化的特性称为资金的时间价值，在资产评估过程中，需要对资金的时间价值进行等值计算，从而把不同时点发生的现金流量换算成同一时间点的等值资金并进行比较9.3储能经济性分析的基本原理储能经济性分析基本概念把将来某一时点处资金金额折算成现在时点的等值金额称为贴现或折现。影响资金等值的因素有三个，分别为资金金额、资金发生时间和利率1）一次支付终值公式若本金为P

元，年利率为

i，n年后本金P的终值F一次支付终值流量图9.3储能经济性分析的基本原理2）一次支付现值公式‌一次支付现值公式用于计算未来某一时点发生的资金的现值。如果以利率i

进行投资，n

年后收益达到F

，则需计算现在应投资金额一次支付现值流量图3）等额分付现值公式‌等额分付现值公式用于计算在给定的利率i

和项目周期n

条件下，已知年值Ai，现值P为等额分付现值流量图通过掌握不同储能经济性评价方法对储能系统的经济性和可行性进行判定，储能系统的收益机制则主要基于我国目前电价政策，通过对储能经济性进行分析计算，为投资者和决策者提供参考储能经济性分析计算方法储能经济性分析方法9.3储能经济性分析的基本原理储能经济性分析方法包括投资回收期法、净现值法和内部收益率法投资回收期法：是指投资项目净收益抵偿全部投资的时间，又称“投资返本年限法”，一般以年为单位，从项目投建之年算起。根据是否考虑资金的时间价值分为静态和动态投资回收期静态投资回收期动态投资回收期储能经济性分析方法9.3储能经济性分析的基本原理净现值法：把项目在全寿命周期内的净现金流量按基准收益率折现为现值总和，可根据净现值的大小来评估投资方案，净现值之和等于所有现金流入的现值与所有现金流出的现值的代数和内部收益率法：又称财务内部收益率法、内部报酬率法，是利用内部收益率来评估项目投资财务效益的方法。内部收益率是资金流入现值总额与资金流出现值总额相等、净现值等于零时的折现率9.3储能经济性分析的基本原理例题：某设备的购价为4000元，每年的运行收入为1500元，年运行费用350元，4年后该设备可以按500元转让，如果基准收益率i0=20%，问此项设备投资是否值得？此项目的现金流量图储能经济性分析方法解：按净现值

NPV指标进行评价：由于

NPV(20%)<0，此投资经济上不合理。在上例中，若其他情况相同，如果基准收益率i0=10%和i0=5%，问此项投资是否值得？解：这意味着若基准收益率为

5%和10%，此项投资可行。9.3储能经济性分析的基本原理例题：对于一个寿命周期为5年的小型储能项目，其初始投资10000元，前4年中每年年末的收益为3000元，第5年年末的收益为5000元。基准折现率为10%，试用内部收益率法分析该方案是否可行此项目的现金流量表储能经济性分析方法解：试算i1=12%时，现金流量表（单位：万元）年份012345现金流量-20003005005005001200试算

i2=12%时，可见，IRR在12%~14%之间，由于IRR=12.4%>10%，此方案可行。储能系统经济性分析还需要考虑用户侧收益模式，目前我国电力市场的储能收益机制研究通常采用两部制电价或峰谷分时电价来进行计算。两部制电价是将电量电价（用电量）和基本电价（容量）相结合来决定电价。其中，电价的成本包含固定费（与容量成比例）、可变费（与用电量成比例）和用户费（与用户数成比例）等要素储能收益机制9.3储能经济性分析的基本原理电力储能收益ITPTM分为容量收益I1和电量收益I2

两部分:净现值为储能电站经济性评价指标之一，两部制电价中的净现值可以整理为峰谷分时电价根据电力系统的负荷变动情况，将一天中的24小时划分为低谷时段、平段和高峰时段等，对不同时段制定不同的电价。通过利用分段电价方法鼓励用户合理安排用电时间，削峰填谷，提高电网的利用效率储能收益机制9.3储能经济性分析的基本原理分时电价机制下储能收益如式所示：储能净值表达示：由于ph≥pf≥pv，储能电站应在电价较高的时期进行放电，而在电价较低的时期买电，使得ΔEh尽可能大而ΔEv尽可能小9.3储能经济性分析的基本原理以我国正在建设的全球最大的氢储能发电项目“张家口200MW/800MWh氢储能发电工程项目”为例，从预计运行情况测算，该氢储能项目的度电成本预计在0.75-0.9元/(kWh)左右储能经济性分析案例张家口

200MW/800MWh氢储能发电工程项目经济性分析项目数值一、设备折旧年限（年）10二、土地、房屋折旧（年）40三、安装成本（亿元）0-30（一）设备装置费用（亿元）21-251.碱性水电解制氢装置（亿元）6-82.储氢装置（亿元）0-23.燃料电池发电装置（亿元）12-154.其他设备费用0-0.2项目数值（二）土地、建设费用（亿元）5-9四、每年土地、房屋折旧（亿元/年）0.12-0.23五、每年设备装置费用摊销（亿元/年）2-2.5六、每年维修运营成本（亿元/年）0.04-0.1七、每年人工成本（亿元/年）0.02-0.04八、回收残值（亿元/年）0-0.2九、每年平均成本合计（亿元/年）2.2-2.6十、预计每年氢发电（亿kWh/年）2.9十一、度电成本（元/kWh）0.75-0.9氢储能装置生命周期度电成本9.3储能经济性分析的基本原理氢储能发电系统的子系统包括多种技术路线。其中，制氢系统包括碱性和PEM电解水制氢装置，储氢系统包括高压气态、低温液态、固态储氢装置等。子系统选择的技术路线不同，将影响氢储能发电系统的度电成本在张家口200MW/800MWh氢储能发电工程项目中，假设将碱性电解水制氢装置替换成为PEM电解水制氢装置，测算其度电成本将增加至1.3元/(kWh)；假设将固态储氢装置替换成为高压气态储氢，测算其度电成本将降至0.74元/(kWh)。当规划氢储能发电站时，在考虑项目实情的情况下，应当充分考虑各子系统的技术路线，选择氢储能发电系统的最优配置不同技术路线下氢发电系统的度电成本测算

场景一场景二场景三场景四制氢系统碱性水电解制氢PEM水电解制氢碱性水电解制氢PEM水电解制氢储氢系统固态储氢固态储氢高压气态储氢高压气态储氢氢发电机系统PEM燃料电池PEM燃料电池PEM燃料电池PEM燃料电池度电成本，元/(kWh)0.751.300.741.28储能经济性分析案例张家口

200MW/800MWh氢储能发电工程项目经济性分析主要内容五

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二能源转型背景下的经济储能储能经济性分析的基本原理

储能市场的影响因素国内外储能商业模式一引言六

思考题、习题9.4储能市场的影响因素中国储能产业正处于快速发展的关键阶段，积极连续的国家政策有助于中国储能产业的高质量可持续性发展，了解我国储能政策的发展历程并深入学习我国储能政策的核心内容对理解我国储能及相关产业的发展具有重要的意义政策因素国家政策通知中提到“电储能作为一种通过化学或者物理方法将电能存储起来并在需要时以电能形式释放的新兴储能技术和产品（不含抽水蓄能），近年来在我国可再生能源消纳、分布式发电、微网、电力辅助服务等领域逐步得到运用，并形成了初步的商业发展模式”《能源局关于促进电储能参与“三北”地区电力辅助服务补偿（市场）机制试点工作的通知》（2017年）9.4储能市场的影响因素指导意见中提出推进储能技术装备研发示范、推进储能提升可再生能源利用水平应用示范、推进储能提升电力系统灵活性稳定性应用示范、推进储能提升用能智能化水平应用示范和推进储能多元化应用支撑能源互联网应用示范这五项重点任务，并通过加强组织领导、完善政策法规、开展试点示范、建立补偿机制、引导社会投资、推动市场改革和夯实发展基础这七项保障措施保障指导意见的顺利实施《五部门关于促进储能技术与产业发展的指导意见》（2017年）《五部门关于促进储能技术与产业发展的指导意见》中的重点任务政策因素国家政策计划提出要加强先进储能技术研发和智能制造升级、完善落实促进储能技术与产业发展的政策、推进抽水蓄能发展、推进储能项目示范和应用、推进新能源汽车动力电池储能化应用、加快推进储能标准化《贯彻落实<关于促进储能技术与产业发展的指导意见>2019-2020年行动计划》（2019年）《国家发展改革委国家能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见》（2021年）主要目标：到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变；到2030年，实现新型储能全面市场化发展规划了我国储能产业的发展历程，储能技术向着长寿命、高可靠、高安全、低成本等方向不断发展，且在发展过程中注重自主研发的重要性，新型储能核心技术装备自主可控，稳定高效长久发展9.4储能市场的影响因素政策因素国家政策《“十四五”新型储能发展实施方案》（2022年）在实施方案中指出新型储能是构建新型电力系统的重要技术和基础装备，是我国能源转型的重要支撑，也是催生国内能源新业态、抢占国际战略新高地的重要领域《“十四五”新型储能发展实施方案》的主要内容《国家发展改革委办公厅国家能源局综合司关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》（2022年）《国家能源局综合司关于加强电化学储能电站安全管理的通知》（2022年）9.4储能市场的影响因素政策因素国家政策《“十四五”新型储能发展实施方案》中强调要积极建设区域性储能示范区，鼓励各地因地制宜开展新型储能政策机制改革试点，推动重点区域新型储能试点示范项目建设涉及产业发展、产业应用、市场机制、价格补贴四大方向。这些政策因地制宜，结合各地的综合资源情况，考虑自身储能技术的发展现状，对各省份地区的储能发展起到了重要作用各省份地区储能发展相关政策由于我国辽阔的地域及不同区域的资源环境差异，储能政策应因地制宜，储能市场应匹配当地的资源环境及各地方的发展形势以及储能技术的发展阶段“风光水火储一体化”多能互补模式9.4储能市场的影响因素政策因素地方政策能源价格直接影响着能源市场行情，是能源技术可行性的风向标；储能技术成本是投资者进行经济性分析的关键性因素。能源价格和储能技术成本直接影响着储能技术的可行性、市场竞争力以及投资者的决策，对储能市场的发展产生深远的影响。经济因素能源价格与储能技术成本当能源价格上升时，传统能源供应变得昂贵，而储能技术的投资成本相对固定，储能系统可以发挥平衡电力的功能并具有可观的经济收益能源价格波动的影响随着技术的不断进步和市场的规模效应，储能技术的初期投资和运营成本逐渐下降，投资回收周期缩短储能技术成本的影响9.4储能市场的影响因素储能成本拆分补贴通常以定向、目标明确的形式出现，例如为可再生能源和能源存储提供额外的奖励或购电定价政府的财政支持可通过减轻项目融资难题，吸引投资者进入市场，促进项目落地和运营补贴和财政支持包含降低企业所得税、减免关税、提供税收抵免等方式这些措施不仅有助于吸引国内企业参与储能市场，还有助于促进国际间的技术和资本流动，推动行业的全球化发展税收激励措施9.4储能市场的影响因素经济因素政府财政支持政策合理的电力定价机制可以更好地反映不同时段的供需关系市场设计改革也可以提高储能技术的灵活性和参与度，为储能系统提供更多的机会参与辅助服务市场、容量市场等定价机制和市场设计通过设立可再生能源配储政策，鼓励可再生能源与储能技术结合应用要求新能源系统中配备一定储能系统比例，有助于实现国家的能源转型目标可再生能源配储政策通过设立专项资金、科研项目和创新基金，政府引导企业加大对储能技术的研发投入政府的研发支持还可促进不同部门、科研机构和企业之间的合作研发和创新支持政策9.4储能市场的影响因素经济因素政府财政支持政策市场竞争可能推动电力体系更加注重效率和灵活性，提高储能技术在提供系统服务、频率调节等方面的市场需求，促进电力市场“百花齐放、百家争鸣”的竞争活力市场竞争程度与储能商业模式电力市场结构是储能市场发展的一个至关重要的经济因素。市场的组织形式、交易规则以及竞争程度都将直接影响储能技术的商业模式、盈利机会以及在电力体系中的角色。规则的设计，例如充放电速率、周期限制、存储容量等可能影响储能系统的灵活性和运营效率，从而影响其在市场中的参与度电力市场交易规则对储能市场的影响9.4储能市场的影响因素电力市场结构经济因素电力市场结构辅助服务包括频率调整、无功功率支持等，是确保电力系统稳定运行的关键组成部分储能技术可通过提供频率调整、峰谷平滑等服务获取收益辅助服务市场的机会与挑战技术标准和互操作性的问题直接影响储能技术的广泛应用推动产业标准化，确保储能技术在不同市场环境中具有较高的适应性技术标准与互操作性9.4储能市场的影响因素经济因素电力市场结构政府可以通过建立风险基金、推动金融创新，提供更多的金融工具来支持储能项目国际市场的联动效应金融创新的推动力新型金融工具和融资模式的引入可以帮助储能项目更好地获取资金支持国际投资、跨国融资以及国际能源价格波动都会对储能项目的融资和经济可行性造成影响融资渠道的多样性与可行性投资回报与吸引力风险管理与金融工具的应用储能项目的规模较大，包括能量存储设备、电池系统、智能控制系统等多个方面的投资投资者通常会考虑项目的风险、期望回报和市场前景等因素9.4储能市场的影响因素经济因素金融环境随着新材料的使用、生产工艺的优化以及规模效应的产生，使得储能系统的生产成本得到有效控制9.4储能市场的影响因素技术创新技术创新是储能市场发展中至关重要的经济因素之一。随着科技的不断进步，技术创新促进了技术进步与储能效率提升、成本降低与市场竞争力提升和能源存储技术的演进与多样化选择技术创新推动了储能技术的不断演进，涌现出了多种能源存储技术。不同的储能技术在各方面存在差异随着新材料的研发和新技术的应用，储能设备的性能得到不断改进，能量密度提升，储能效率逐步提高技术进步与储能效率提升成本降低与市场竞争力提升能源存储技术的演进与多样化选择AcrelEMS微电网能量管理系统储能市场的发展受到市场需求的直接影响。市场需求反映了社会对储能技术的实际需求，包括在电力系统中应对波动、提高可再生能源利用率、应对电力需求峰谷等方面的需求市场需求工商业、分布式以及备用电源用电需求电力市场改革和新业务模式需求提供高质量电力与即时备用电源支持电动车充电基础设施，减缓电网冲击分布式储能需求上升，满足家庭与企业需求适应竞争性、透明化电力市场结构参与市场，提供灵活电能服务为市场主体提供高效能源解决方案电力系统稳定性和可靠性需求能源管理和智能电网需求国际合作和标准化需求应对可再生能源波动与负荷变化快速响应调节，提升系统惰性降低对传统调峰依赖，增强系统弹性精细调控能源使用，提升效率根据价格波动灵活调整用电时段实现与智能电网深度集成，调节波动性推动技术创新与资源共享制定全球标准，明确市场准入加强全球储能市场一致性与协同性9.4储能市场的影响因素主要内容五

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二能源转型背景下的经济储能储能经济性分析的基本原理储能市场的影响因素

国内外储能商业模式一引言六

思考题、习题9.5国内外储能商业模式在各项政策支持下，根据储能不同环节的优势，在当前电力市场发展过程中，我国储能系统主要从用户侧、电网侧及电源侧等几个方面进行商业模式获取收益国内储能商业模式商业模式一：用户侧储能获取收益用户侧储能对应“源网荷储”的“荷”“储”，包括家庭储能、工商业储能、储能充电桩、微网系统等，针对的客户是用电方，通常以工商业领域项目为主峰谷价差套利：利用峰谷电价差套利是目前商业储能最主要的盈利方式。峰谷套利是指在用电低谷时利用低电价充电，在用电高峰放电供给工商业用户容量管理收益：国内大部分地区的工商业用户均实施两部制电价。容量管理方法通常是指工商业用户可以利用储能系统在低谷时段储能，在高峰时段释放电量，以降低整体用电负荷，从而降低容量电费家庭储能9.5国内外储能商业模式商业模式二：电网侧储能获取收益电力现货交易收益：储能系统参与现货市场，可根据发电侧或用户侧需求进行充放电，按实时电价结算电费容量租赁：储能容量租赁是指储能电站将其储存的电能容量租赁给需要配建储能的新能源电站，新能源电站根据储能电站的容量进行租赁并支付相应的租赁费用参与电力市场辅助服务：包括调峰、调频、黑启动等电力辅助服务，为电力系统提供了稳定、可靠的电能服务。储能系统在电力系统发生故障时提供备用能量，避免用电中断，也是其重要的盈利来源容量补偿：指电网侧独立储能电站的容量电价机制，由政府或特定机构根据公允评估结果，直接制定容量补偿价格，据此向相关发电企业提供容量补偿费用以帮助其回收固定成本案例：大唐玉门新能源公司昌马第一（北/东）风电场电力现货交易

大唐玉门新能源公司昌马第一（北/东）风电场（96MW），2018年1~10月外送电量完成7444万kWh，其中现货电量3664万kWh（381h）占市场电量的33%，充分利用了日前、日内和余量现货三种申报及出清方式，释放了风机的发电潜力，在不增加发电成本的情况下提升了经营效益9.5国内外储能商业模式商业模式三：电源侧储能获取收益电源侧储能是指将储能技术应用于电力系统的发电侧，通过储能装置对发电机组的输出进行调节，以实现电力系统的平衡和优化。电源侧储能技术可以分为燃料电池、超级电容器和储能电池等不同的类型。电源侧储能盈利模式主要包括：火储联合调频等辅助服务和新能源配储两种收益模式火储联合调频：是指火电厂加装储能设施，与火电联合配置的储能主要通过提高电厂调频响应能力、参与调频辅助服务而获取收益，其主要参与电力辅助服务市场中的自动发电控制调频（二次调频）市场新能源配储：能够平滑新能源的输出，是提升地区新能源消纳空间的有效途径。与新能源联合配置的储能主要通过降低弃风、弃光电量增加电费收入，通过支撑新能源电站参与电力现货和辅助服务市场获取更高收益案例：华能集团罗源电厂火储联合调频

华能集团罗源电厂于2023年4月投运的混合储能系统（由两台66万千瓦火电机组配置15MW/17.5MWh的锂电池以及5MW/4min的超级电容组成），极大增强了电厂的调频能力。该系统投入运行后，电厂的调频时间提高了14倍以上，调节速率提升了4倍以上，调节精度提高了3倍以上，显著提升了现有储能调频系统的灵活性、综合性能、使用寿命和经济效益9.5国内外储能商业模式根据储能所处节点不同，国外储能商业模式可分为表前市场和表后市场表前市场：即与电网直接相连、有独立的功率和电量计量表的储能，对应电源侧储能与电网侧储能表后市场：即用户侧储能（包括工商业储能、户用储能）国外的储能商业模式与储能相关政策息息相关，在相关政策的引导和扶植下，国外储能商业模式目前较为成熟。本节以欧洲市场、美国市场、澳大利亚市场以及东南亚市场为例介绍国外储能商业模式国外储能商业模式9.5国内外储能商业模式欧洲市场中，英国、德国和意大利领跑欧洲表前储能市场，2023年底，德国、英国和意大利新增装机规模约为6.1GWh、4.0GWh和3.9GWh英国是欧洲表前储能的代表之一，目前主要收益来源包括容量市场、批发市场、平衡备用和调频辅助服务市场欧洲市场德国是欧洲表后储能的代表性国家，由于居民电费高昂，而光储系统自发自用的用电成本较低，2023年德国储能市场的爆发式增长德国免除户用光储系统增值税（约19%），可以减少储能系统投资，进一步提高了安装储能设备的经济性表前储能表后储能容量市场——拍卖形式（T-4、T-3、T-1拍卖）实际使用能量——储能系统在实际应用中能够释放的有效能量平衡备用收益——参与电网实时平衡系统竞拍，获取平衡服务费调频辅助服务市场——动态遏制服务、固定频率响应服务2023年欧洲电池储能市场份额图9.5国内外储能商业模式2023年，美国新增装机规模达到8.7GW，同比增长超过90%，其中表前储能新增装机7.9GW，同比增长达到99%，美国储能项目多集中于德州和加州美国电网规模储能主要收益来源有调频、价格套利、爬坡或旋转备用、减少风能和光伏弃电、电压或无功支撑、系统调峰等美国市场美国表后储能主要包括用户储能和工商业储能，以分布式光伏配储能的形式为主。表后储能收益来源包括：减少从电网高价购电的收益、备用电源的价值和余电上网的收益2023年，美国户用储能新增装机规模0.703GW，同比增长41%，分布式储能新增装机规模0.123GW，同比增长4%表前储能表后储能表前储能：澳大利亚表前储能可以参与能量市场和辅助服务市场。其中，辅助服务市场可以分为市场化和非市场化辅助服务市场表后储能：澳大利亚表后储能主要收益来源为光储系统自发自用带来的电费节约收益澳大利亚市场表前储能：日本表前储能以电化学储能为主，收益模式主要包括能源套利、参与辅助服务市场等表后储能：包括社区储能交易的商业模式、光储模式和电池梯次利用模式。主要收益来源为通过提高光伏自发自用降低电费支出中东地区：对传统能源资源产业的依赖导致能源结构固化失衡非洲地区：太阳能板价格的持续下降以及非洲地区强烈的光照条件为光伏产业的发展提供了条件东南亚地区：东南亚各国在积极推动可再生能源发电占比的提升日本市场其他市场9.5国内外储能商业模式9.5国内外储能商业模式第三方投资共享储能电站商业模式案例：浙江电网储能商业模式以杭州市大工业35kV分时电价为例，储能电站每日4:00-6:00和11:00-13:00点充电、8:30-10:30和19:00-21:00放电，每日平均调频时长为12h。储能电站的全生命周期为15年，磷酸铁锂电池容量每年衰减2.85%，当电池衰减到原来的80%时需换电池，部分参数取值如表所示国外储能商业模式参数Ere/（元/(MWh)）RIEA/（元/(MWh)）N/天kCAIF/（次/户）ηreg取值116188203301.931参数Erf/（元/(MWh)）es/（万元/(MWh)）Prf,t/MWπPRegD/%取值12300.5Pes6.8940参数kpe/（元/(MWh)）kdelay/（万元/(MWh)）ir/%id/%τ/%取值0.1160081.54.04储能电站经济性分析参数浙江绍兴巨型储能电站9.5国内外储能商业模式储能电站通过削峰填谷方案产生的收益R1：式中：Nes为储能系统年均发电量；eh为峰段电价；el为低谷电价根据PJM（Pennsylvania-NewJersey-Maryland）市场规则，调频服务收益由容量收益和里程收益组成，调频服务年均收益R2：调频补偿收益因子：第三方投资共享储能电站商业模式提高供电可靠性获得收益R3：式中：Ees为储能系统的额定容量；kCAIF为年平均停电率；RIEA

为停电损失衡量系数减少新能源发电常规备用容量收益R4：延缓设备投资的收益R5：式中：kdelay为输电设施扩容成本，万元/MW；Pes为储能额定功率，MW；Pc为拉平负荷曲线所需的临界功率；id为通货膨胀率；Δn为延缓年限9.5国内外储能商业模式第三方投资共享储能电站商业模式减少常规机组发电煤耗收益R6：式中：pcoal为标煤价格，取855元/t。储能系统配置后可以代替常规燃煤机组提供电能，减少温室气体及污染物的排放，根据各项污染物的排放治理成本，储能电站减排社会效益R7：以第三方投资共享储能商业模式为例，该储能电站的年均总收益